JP5319488B2

JP5319488B2 - 通信ネットワークの制御装置、制御方法、及びコンピュータプログラム

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Description

本発明は、通信ネットワークの制御装置、制御方法、及びコンピュータプログラムに関する。

無線ＬＡＮ規格（ＩＥＥＥ８０２．１１）に準拠した通信ネットワークにおいて、データを送信しようとする無線端末は、その送信に先立ってＲＴＳ（ＲｅｑｕｅｓｔｔｏＳｅｎｄ）を他の無線端末に送信することができる。ＲＴＳを受信した無線端末にはＮＡＶ（ＮｅｔｗｏｒｋＡｌｌｏｃａｔｉｏｎＶｅｃｔｏｒ）が設定され、一定の期間だけ送信が禁止される。これにより、データを送信しようとする無線端末は、そのデータの送信とそれに対するＡＣＫフレームとが、他の無線端末の送信するフレームと衝突することを回避する。さらに、ＲＴＳを直接受信できない無線端末に対しては、アクセスポイント（ＡＰ）からＣＴＳ（ＣｌｅａｒｔｏＳｅｎｄ）が送信される。ＣＴＳを受信した無線端末にもＮＡＶが設定され、やはり一定の期間だけ送信が禁止される。このようにしてフレームの衝突を回避し、通信ネットワークのスループットの低下を回避している。しかしながら、近くに配置された複数のＡＰにより複数の無線セルが形成される場合には、ＮＡＶを用いるだけでは、ＲＴＳやＣＴＳを受信できないことに起因してフレームが衝突する場合がある。

これに対して、特許文献１に記載された技術では、複数チャネルを使用可能な基地局が未使用チャネルを用いて隣接基地局との間での干渉を計測する。そして、この基地局は、無線端末からのチャネル割り当て要求を受けた場合に、隣接基地局との干渉がすくない使用チャネルから順に割り当てる。無線セルごとに互いに干渉しない周波数帯（チャネル）を使用すればフレームの衝突を回避できる。しかしながら、もともとフレームが衝突しない無線セル同士に干渉しないチャネルを使用することは、周波数効率の観点から好ましくない。

特開平１０−２８５６４２号公報

本発明は、周波数効率を維持しつつ、通信ネットワークにおけるスループットの低下を回避することを目的とする。

本発明の実施形態に係る制御装置は、第１の無線セルと第２の無線セルとを含む通信ネットワークの制御装置であって、一方の無線セルにおいてデータの送信を行う送信装置が送信する信号を、他方の無線セルにおいてデータの送信を行う送信装置が受信できるか否かを判定する第１の判定手段と、前記第１の判定手段により、前記第１の無線セルの第１の送信装置が送信する信号を前記第２の無線セルの第２の送信装置が受信でき、かつ、前記第２の送信装置が送信する信号を前記第１の送信装置が受信できないと判定された場合に、前記第１の無線セルの通信と前記第２の無線セルの通信とが干渉しないように前記第１の無線セル又は前記第２の無線セルのチャネルを変更する制御手段と、を有する。

本発明によれば、周波数効率を維持しつつ、通信ネットワークにおけるスループットの低下が回避される。

第１の実施形態の通信ネットワーク１０を説明する図。実施形態の制御装置１００の機能ブロック図。実施形態の制御装置１００のハードウェア・ブロック図。第１の実施形態の制御装置１００の動作を説明するフローチャート。第１の実施形態の各種テーブルを説明する図。第２の実施形態の通信ネットワーク１０を説明する図。第２の実施形態の制御装置１００の動作を説明するフローチャート。第２の実施形態の各種テーブルを説明する図。第３の実施形態の制御装置１００の動作を説明するフローチャート。第３の実施形態の各種テーブルを説明する図。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
＜第１の実施形態＞
図１を用いて本実施形態の通信ネットワーク１０について説明する。通信ネットワーク１０は、制御装置１００、無線セル１１０（第１の無線セル）、及び無線セル１２０（第２の無線セル）を含む。本明細書では通信ネットワーク１０が二つの無線セルを含む場合について説明するが、本発明は二つ以上の無線セルを含む通信ネットワークに適用可能である。それぞれの無線セルはアクセスポイント（以下、ＡＰ）により管理される。言い換えると、アクセスポイントの電波が届く範囲が無線セルである。それぞれの無線セルは一つ以上の無線端末を含む。無線端末はＡＰと無線通信が可能な装置であればいかなる装置であってもよく、例えばＰＣやデジタルビデオカメラ、テレビなどである。

制御装置１００は通信ネットワーク１０を制御する。制御装置１００の構成及び動作の詳細は後述する。無線セル１１０はＡＰ１１１により管理され、無線端末１１２及び無線端末１１３を含む。無線セル１２０はＡＰ１２１により管理され、無線端末１２２を含む。制御装置１００、ＡＰ１１１、及びＡＰ１２１はそれぞれネットワーク１３０に接続される。ネットワーク１３０はイーサネット（登録商標）等の有線ネットワークであってもよいし、無線ネットワークであってもよい。

無線端末１１２はＡＰ１１１に向けてストリーム１１４を送信し、無線端末１１３はＡＰ１１１に向けてストリーム１１５を送信し、無線端末１２２はＡＰ１２１に向けてストリーム１２３を送信する。ストリームは連続した複数のデータ・フレームによって送信され、データ・フレームを受信した無線端末は送信端末に対して応答フレームを送信する。例えば、無線端末１１２はデータ・フレームをＡＰ１１１に送信し、これに応答してＡＰ１１１は無線端末１１２に向けて応答フレームを送信する。応答フレームは例えばＡＣＫである。本明細書では、データ・フレームを送信する無線端末を送信端末と呼び、データ・フレームの宛先である無線端末を受信端末と呼ぶ。ここで、無線端末とは無線信号の送受信が可能な装置を意味し、ＡＰも無線端末に含まれることに留意されたい。無線端末１１２がＡＰ１１１に向けてデータ・フレームを送信する場合に、無線端末１１２が送信端末となり、ＡＰ１１１が受信端末となる。送信されるデータ・フレームはどのようなデータに基づいていてもよく、例えば、無線端末１１２がデジタルビデオカメラである場合に、データ・フレームは撮影データに基づいてもよい。

通信ネットワーク１０内の送信端末の動作を、無線端末１１２を例にとって説明する。無線端末１１２は、データ・フレームの送信に先立って、データ・フレームを送信して、ＡＰ１１１からの応答フレームの受信の完了までに要する予定期間を見積もる。そして、見積もった予定期間を他の送信端末すなわち無線端末１１３及び無線端末１２２に通知して、他の送信端末に対してデータ・フレームの送信を抑制することを要求する。送信の抑制を要求する通知を含むフレームを抑制要求フレームと呼ぶ。抑制要求フレームを受信した他の送信端末は、通知された予定期間を経過するまでは自身のデータ・フレームの送信を抑制する。

例えば、無線セル１１０及び無線セル１２０がＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する場合に、通信ネットワーク１０内の無線端末は上述の動作を行う。すなわち、無線端末はＲＴＳを送信することによって、ＮＡＶを通知する。ＮＡＶを通知された無線端末は、ＮＡＶで通知された期間が経過するまではデータ・フレームの送信を抑制する。以下ではデータ・フレーム、応答フレーム、及び抑制要求フレームを総称してフレームと呼ぶ。

本実施形態においては、以下の場合を扱う。すなわち、矢印１４０で示すように、無線端末１１２と無線端末１２２とは相互に抑制要求フレームを受信できる。一方、矢印１５０で示すように、無線端末１１３が送信する抑制要求フレームを無線端末１２２が受信できるものの、無線端末１２２が送信する抑制要求フレームを無線端末１１３が受信できない。また、無線セル１１０及び無線セル１２０はチャネルとしてともに１ｃｈを用いて通信を行う。

この状況において、無線端末１１２がＡＰ１１１にデータ・フレームを送信する場合に、事前に抑制要求フレームを無線端末１２２に送信するため、無線端末１１２へのデータ・フレームと無線端末１２２からのデータ・フレームとが衝突することはない。また、ＡＰ１１１から無線端末１１２への応答フレームと無線端末１２２からのデータ・フレームとが衝突することはない。一方、無線端末１１３は無線端末１２２からの抑制要求フレームを受信できないため、無線端末１１３は無線端末１２２の送信タイミングに関わらず、自身のデータ・フレームをＡＰ１１１に向けて送信する。無線端末１１３からのデータ・フレームは無線端末１２２へも到達するため、無線端末１１３からのデータ・フレームと無線端末１２２がＡＰ１２１に送信するデータ・フレームとが衝突する恐れがある。また、無線端末１１３からのデータ・フレームとＡＰ１２１が無線端末１２２に送信する応答フレームとが衝突する恐れもある。そこで、本実施形態による制御装置１００は、無線端末１１３と無線端末１２２との一方のみが互いの抑制要求フレームを受信できる場合に、無線セル１１０及び無線セル１２０が干渉しないチャネルを使用するように通信ネットワーク１０を制御する。

図２を用いて制御装置１００の機能ブロック図の一例を説明する。制御装置１００は、取得部２０１、判定部２０２、制御部２０３、及び記憶部２０４を備える。取得部２０１は、無線セル１１０及び無線セル１２０に関する情報を取得する。判定部２０２は、無線端末同士が相互にデータの送受信を行えるかどうかを判定する。制御部２０３は、通信ネットワーク１０を制御する。記憶部２０４は、ストリーム管理テーブル２０５及び干渉候補テーブル２０６を記憶する。これらの機能及びテーブルの詳細については、後述するフローチャートとともに詳細に説明する。

図３を用いて制御装置１００のハードウェア・ブロック図を説明する。なお、図３は、本発明の実施形態に対応する制御装置１００の構成を実現するための構成の一例を示しており、制御装置１００に係わるその他の機構については説明の簡単のために省略している。図３の制御装置１００はＰＣであることを想定しているが、図２で説明した機能を実現できるものであればいかなるものであってもかまわない。さらに、制御装置１００は独立した装置である必要はなく、例えばＡＰ１１１の一部や無線端末１１２の一部として構成されてもよい。

マイクロプロセッサであるＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０３、ハードディスク（ＨＤ）３１２、外部メモリドライブ３１１にセットされた記憶メディアに記憶されたコンピュータプログラムやデータなどに基づき、制御装置１００を制御する。ＣＰＵ３０１は、取得部２０１、判定部２０２、及び制御部２０３としても機能する。ＲＡＭ３０２は、ＣＰＵ３０１のワークエリアとして機能し、ＲＯＭ３０３やＨＤ３１２等に格納されたプログラムを保持する。ＲＡＭ３０２は記憶部２０４としても機能する。ＲＯＭ３０３、外部メモリドライブ３１１にセットされた記憶メディア或いは、ＨＤ３１２には、後述するフローチャートに示されるような、ＣＰＵ３０１により実行されるコンピュータプログラムなどが記憶されている。キーボードコントローラ（ＫＢＣ）３０５は、キーボード（ＫＢ）３０９や図示しないマウスなどのポインティングデバイスからの入力を制御する。ディスプレイコントローラ（ＤＰＣ）３０６は、ディスプレイ３１０の表示を制御する。ディスクコントローラ（ＤＫＣ）３０７は、ＨＤ３１２および外部メモリドライブ３１１のアクセスを制御し、それらの記憶メディアに対して各種プログラム、並びに、フォントデータ、ユーザファイルおよび編集ファイルなどの各種データを読み書きする。ネットワークコントローラ（ＮＣ）３０８は、ネットワーク１３０との間の通信を行う。

図４のフローチャートを用いて本実施形態の制御装置１００の動作の一例を説明する。このフローチャートは、ＣＰＵ３０１がＲＯＭ３０３に書き込まれたコンピュータプログラムを実行することによって処理される。

Ｓ４０１で、取得部２０１は、通信ネットワーク１０において各無線端末が送信するストリームに関する情報を各ＡＰからネットワーク１３０経由で取得する。取得部２０１は、ストリームに関する情報として、ストリームの送信端末及び受信端末、使用しているチャネル、ストリームを含む無線セルの名称を取得する。取得部２０１は、取得した情報に基づいてストリーム管理テーブル２０５を生成する。図５を用いてストリーム管理テーブル２０５を説明する。ストリーム名５０１は、ストリームの名称である。通信ネットワーク１０内のストリームを一意に識別できればどのような情報でもかまわない。無線セル名５０２は、ストリームを含む無線セルの名称である。無線セルを一意に識別できればどのような情報でもよく、無線セルの名称の変わりに、ＡＰの名称やＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス等を用いてもよい。送信端末５０３はストリームを送信する無線端末の名称である。受信端末５０４はストリームを受信する無線端末の名称である。送信端末５０３及び受信端末５０４も一意に識別できればどのような情報であってもかまわない。使用チャネル５０５は、無線セル名５０２が管理する無線セルにおいて使用されている周波数チャネルである。前述の通り、ＡＰ１１１は無線セル１１０の通信に１ｃｈを用いており、ＡＰ１２１も無線セル１２０の通信に１ｃｈを用いている。取得部２０１は、新たに開始されたストリームに関する情報をさらに取得して、このストリームを追加するように、ストリーム管理テーブル２０５を更新してもよい。また、取得部２０１は、ストリームが終了したことの通知を取得して、終了したストリームをストリーム管理テーブル２０５から削除するように、ストリーム管理テーブル２０５を更新してもよい。

図４に戻り、Ｓ４０２で、判定部２０２は、ストリーム管理テーブル２０５に基づいて、干渉する可能性のあるストリームの組を抽出する。ストリーム同士が干渉するとは、フレーム同士が衝突するため、ストリームの送信に影響を及ぼしている状態を表す。ストリーム１１４とストリーム１１５とは同一の無線セル１１０に含まれるため、干渉する可能性はない。一方、ストリーム１１４とストリーム１２３とは異なる無線セルに含まれ、且つ同じチャネルを使用しているため、干渉する可能性がある。ストリーム１１５とストリーム１２３とについても同様に干渉する可能性がある。このように、異なる無線セルに含まれ、且つ干渉するチャネルを使用するストリーム同士が干渉する可能性がある。判定部２０２は、抽出したストリームの組を干渉候補テーブル２０６に追加する。

図５を用いて干渉候補テーブル２０６を説明する。ストリーム・ペア５１１は、Ｓ４０２で抽出されたストリームの組を表す。無線端末ペア５１２は、フレームの送受信が可能かどうかを判定する対象の無線端末の組を表す。受信状態５１３は、無線端末ペア５１２で指定された無線端末が相互にフレームを送受信できるか否かの判定結果を表す。Ｓ４０２が終了した段階では、ストリーム・ペア５１１のみが追加されており、無線端末ペア５１２及び受信状態５１３は後続のステップで追加される。

図４に戻り、Ｓ４０３で、判定部２０２は、干渉候補テーブル２０６から、未処理のストリーム・ペア５１１を選択する。Ｓ４０４で、判定部２０２は、選択したストリーム・ペア５１１の送信端末間の受信状態を判定する。まず、判定部２０２は、ストリーム・ペア５１１に含まれるストリームのそれぞれの送信端末を、ストリーム管理テーブル２０５から抽出して、干渉候補テーブル２０６の無線端末ペア５１２に追加する。例えば、ストリーム１１４から無線端末１１２を抽出するとともに、ストリーム１２３から無線端末１２２を抽出して、無線端末１１２と無線端末１２２との組を無線端末ペア５１２に追加する。次に、無線端末ペア５１２の無線端末同士が、相互に抑制要求フレームを送受信可能か否かを判定し（第１の判定）、その結果を受信状態５１３に追加する。例えば、ストリーム１１４とストリーム１２３とのペアについて、判定部２０２は、無線端末１１２と無線端末１２２との組を無線端末ペア５１２に追加する。そして、無線端末１１２に抑制要求フレームの送信を指示し、無線端末１１２に抑制要求フレームを送信させる。そして、無線端末１１２が送信する抑制要求フレームを無線端末１２２が受信できるか否かを判定する。同様に、無線端末１２２に抑制要求フレームの送信を指示し、無線端末１２２に抑制要求フレームを送信させる。そして、無線端末１２２が送信する抑制要求フレームを無線端末１１２が受信できるか否かを判定する。本実施形態では、どちらも受信可能であるため、受信状態５１３に、「両方とも受信可」と記録する。抑制要求フレームを受信できるか否かを判定するために、判定部２０２は、送信端末に必ずしも抑制要求フレーム自体を送信させなくてもよい。例えば、判定部２０２は、送信端末にダミー・フレームを送信させ、このダミー・フレームが受信されるかどうかを受信端末にモニタリングさせてもよい。また、判定部２０２は、過去に送受信されたフレームの受信状況に基づいて判定してもよい。

Ｓ４０５で、選択されたストリーム・ペア５１１について、受信状態５１３が「一方のみ受信可」の場合に、処理はＳ４０６に移行する。Ｓ４０６で、制御部２０３は、ストリーム・ペア５１１に含まれるそれぞれのストリームについて干渉しないチャネルを用いるように、通信ネットワーク１０を制御する。例えば、制御部２０３は、ＡＰ１２１に対して、空いているチャネルのうち、無線セル１１０で使用中の１ｃｈと干渉しないチャネル、例えば７ｃｈに変更するように命令する。その後に処理は終了する。

一方、Ｓ４０５で、選択されたストリーム・ペア５１１について、受信状態５１３が「両方とも受信可」又は「両方とも受信不可」の場合に、処理はＳ４０７に移行する。「両方とも受信可」である場合には、送信端末は抑制要求フレームを受信することによりデータ・フレームの送信が抑制される。よって、一方の送信端末が送信するデータ・フレーム又は該データ・フレームの応答フレームと、もう一方の送信端末が送信するデータ・フレーム又は該データ・フレームの応答レームが衝突することはない。「両方とも受信不可」である場合には、一方の送信端末が送信したデータ・フレームはもう一方の送信端末には到達しないため、このデータ・フレームともう一方の送信端末が送信するデータ・フレームとが衝突することはない。そのため、チャネルをそのまま用いる。

ステップＳ４０７で、判定部２０２は、干渉候補テーブル２０６に未選択の候補があるか否かを判定する。未選択の候補がある（Ｓ４０７で「ＹＥＳ」）場合に処理はＳ４０３に戻り、判定部２０２は未選択の候補をさらに選択する。未選択の候補がない（Ｓ４０７で「ＮＯ」）場合に処理は終了する。

以上のように、本実施形態によれば、複数の無線セルの一方の無線セルの送信装置が送信する信号を他方の無線セルの送信装置が受信できるか否かを判定する。そして、一方の無線セルの送信装置が送信する信号を他方の無線セルの送信装置が受信できる場合のみ、無線セル同士の通信が干渉しないように、チャネルを変更するよう制御する。したがって、異なる無線セルに含まれる無線端末間のフレームの干渉を検出することが可能となり、周波数効率を維持しつつ、データ伝送のスループットの低下を回避することが可能となる。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、二つの送信端末間で抑制要求フレームを相互に受信できるか否かを判定し、両方の送信端末とも抑制要求フレームを受信できない場合に、フレームの衝突が発生しないと判定した。しかしながらこの場合でも、受信端末が受信するフレーム同士が衝突する恐れがある。このことについて、図６を用いて説明する。図６において、図１と同様の要素は同じ参照番号を付して説明を省略する。

図６に示される通信ネットワークでは、無線セル１１０に含まれる無線端末６１１がＡＰ１１１にストリーム６１２を送信し、無線セル１２０に含まれる無線端末６２１がＡＰ１２１にストリーム６２２を送信する。無線端末６１１及び無線端末６２１は相互に抑制要求フレームを受信できないものとする。そのため、無線端末６１１及び無線端末６２１は任意のタイミングでデータ・フレームを送信する。また、矢印６３０が示すように、無線端末６１１がＡＰ１１１に向けて送信するデータ・フレームをＡＰ１２１も受信できるものとする。この場合、ＡＰ１２１において、無線端末６１１が送信するデータ・フレームと無線端末６２１が送信するデータ・フレームとが衝突してしまう恐れがある。フレーム同士が衝突する場合には、ストリームのスループットは低下する。

さらに、送信端末においてもフレームの衝突が発生する場合もある。例えば、ＡＰ１１１が無線端末６１１に送信する応答フレームを無線端末６２１も受信できる場合に、無線端末６２１において、ＡＰ１１１が送信する応答フレームとＡＰ１２１が送信する応答フレームとが衝突する恐れがある。

そこで、送信端末のどちらもが抑制要求フレームを受信できない場合であっても、無線セル１１０に含まれる無線端末と、無線セル１２０に含まれる無線端末とが通信可能な場合に、制御装置１００はチャネルを変更するように通信ネットワーク１０を制御する。

本実施形態における制御装置１００の構成は図２、図３を用いて説明した第１の実施形態における制御装置１００と同様であるため、重複する説明を省略し、異なる部分を以下のフローチャートとともに説明する。

図７のフローチャートを用いて本実施形態の制御装置１００の動作の一例を説明する。このフローチャートは、ＣＰＵ３０１がＲＯＭ３０３に書き込まれたコンピュータプログラムを実行することによって処理される。

Ｓ４０１からＳ４０５までは図４を用いて説明した第１の実施形態における処理と同様のため、説明を省略する。本実施形態では、図８に示すストリーム管理テーブル２０５が得られる。また、Ｓ４０５において、受信状態が「両方とも受信可」及び「一方のみ受信可」の場合も第１の実施形態における処理と同様のため、説明を省略する。

Ｓ４０５において、受信状態が「両方とも受信不可」である場合に、処理はＳ７０１に進む。Ｓ７０１で、判定部２０２は、ストリーム・ペア５１１に含まれるそれぞれのストリームの送信端末及び無線端末の組を無線端末ペア５１２に追加する。具体的には、判定部２０２は、各ストリームの受信端末同士の組、一方のストリームの送信端末ともう一方のストリームの受信端末との組を追加する。例えば、ストリーム６１２とストリーム６２２とのストリーム・ペア５１１については、以下の三つの組が無線端末ペア５１２に追加される。
・ストリーム６１２の送信端末とストリーム６２２の受信端末との組
・ストリーム６１２の受信端末とストリーム６２２の送信端末との組
・ストリーム６１２の受信端末とストリーム６２２の受信端末との組
そして、それぞれの無線端末ペア５１２に対して、判定部２０２は、無線端末同士が相互にフレームを送受信可能か否かを判定し（第２の判定）、その結果を受信状態５１３に追加する。すなわち、第２の判定において、判定部２０２は以下を判定する。
・無線端末６１１のデータ・フレーム（第１のデータ・フレーム）をＡＰ１２１（第２の受信端末）が受信できるか否か
・無線端末６２１のデータ・フレーム（第２のデータ・フレーム）をＡＰ１１１（第１の受信端末）が受信できるか否か
・ＡＰ１１１の応答フレーム（第１の応答フレーム）をＡＰ１２１が受信できるか否か
・ＡＰ１２１の応答フレーム（第２の応答フレーム）をＡＰ１１１が受信できるか否か
・ＡＰ１１１の応答フレームを無線端末６２１が受信できるか否か
・ＡＰ１２１の応答フレームを無線端末６１１が受信できるか否か
図６に示した通信ネットワーク１０の例では、無線端末６１１とＡＰ１２１との組について、「一方のみ受信可」と判定される。この第２の判定も、第１の判定と同様に、判定部２０２はダミー・フレームを無線端末に送信させ、このダミー・フレームが受信されるかどうかをモニタリングさせることによって、受信可能か否かを判定してもよい。

Ｓ７０２で、選択されたストリーム・ペア５１１について、受信状態５１３がすべて「両方とも受信不可」の場合に、処理はＳ４０７に進む。この場合には、ストリーム・ペア５１１に含まれるストリーム同士が干渉することはないため、制御部２０３は、使用中のチャネルを変更する必要はない。そこで、Ｓ４０７に進む。Ｓ４０７は第１の実施形態における処理と同様のため、説明を省略する。

一方、Ｓ７０２で、選択されたストリーム・ペア５１１について、受信状態５１３が「一方のみ受信可」又は「両方とも受信可」を含む場合に、処理はＳ４０６に進む。この場合には、ストリーム・ペア５１１に含まれるストリーム同士が干渉するため、Ｓ４０６で、制御部２０３は、ストリーム・ペア５１１に含まれるそれぞれのストリームについて干渉しないチャネルを用いるように、通信ネットワーク１０を制御する。

以上のように、本実施形態によれば、より精度良く異なる無線セルに含まれる無線端末間のフレームの干渉を検出することが可能となり、周波数効率を維持しつつ、データ伝送のスループットの低下を回避することが可能となる。

＜第３の実施形態＞
通信ネットワークにおいて、ストリームごとに優先度が設定される場合がある。例えば、視聴中のビデオ・データのストリームの優先度は、単なるファイル転送のストリームの優先度よりも高く設定される場合がある。そこで、本実施形態の制御装置１００は、ストリームの優先度も考慮して、チャネルを変更するか否かを判定する。ここで、本実施形態は第１の実施形態に基づいて説明されるが、第２の実施形態と組み合わせることも可能である。

例えば、図１の通信ネットワーク１０を例に検討する。前述のように、無線端末１１３は無線端末１２２の送信する抑制要求フレームを受信できないが、無線端末１２２は無線端末１１３の送信する抑制要求フレームを受信できる。そのため、無線端末１１３は、無線端末１２２の送信タイミングに依存せずに、ストリーム１１５のデータ・フレームを送信する。その結果、無線端末１２２の送信するストリーム１２３に対するＡＰ１２１からの応答フレームとストリーム１１５のデータ・フレームとが衝突する恐れがある。したがって、ストリーム１２３はストリーム１１５により影響を受け、スループットが低下する。一方、無線端末１２２の送信するデータを無線端末１１３が受信することはないため、ストリーム１１５がストリーム１２３により影響を受けることがない。そこで、本実施形態では、干渉による影響を受けるストリームの優先度が影響を与えるストリームの優先度よりも高い場合に、干渉しないチャネルが用いられるように通信ネットワーク１０を制御部２０３が制御する。逆に、干渉による影響を受けるストリームの優先度が影響を与えるストリームの優先度よりも低い場合に、干渉するチャネルが用いられるままとなる。

図９のフローチャートを用いて本実施形態の制御装置１００の動作の一例を説明する。このフローチャートは、ＣＰＵ３０１がＲＯＭ３０３に書き込まれたコンピュータプログラムを実行することによって処理される。

Ｓ９０１で、取得部２０１は、通信ネットワーク１０において各無線端末が送信するストリームに関する情報として、第１の実施形態で説明した情報のほか、各ストリームの優先度を取得する。優先度は通信ネットワーク１０のユーザにより明示的に設定されていてもよいし、ストリームの種類に応じて各ＡＰにより自動的に設定されてもよい。そして、取得部２０１は、優先度を含めてストリーム管理テーブル２０５を作成する。Ｓ９０１において作成されたストリーム管理テーブル２０５の例を図１０に示す。優先度１００１は各ストリームに設定された優先度を表す。数値が小さいほど優先度が高いとする。

Ｓ４０２からＳ４０５までは第１の実施形態と同様のため説明を省略する。Ｓ４０５で受信状態５１３が「一方のみ受信可」と判定された場合に、処理はＳ９０２に進む。Ｓ９０２で、優先度の高いストリームが優先度の低いストリームによる干渉の影響を受けるか否かを判定する。各ストリームの優先度はＳ９０１で生成したストリーム管理テーブル２０５の優先度１００１から抽出する。そして、判定部２０２は無線端末ペア５１２の各無線端末のどちらの優先度の方が高いかを判定する。

例えば、ストリーム１１５とストリーム１２３との組について検討する。この場合、判定部２０２は、無線端末１２２が無線端末１１３からの抑制要求フレームを受信できるものの、無線端末１１３が無線端末１２２からの抑制要求フレームを受信できないと判定する。したがって、ストリーム１２３がストリーム１１５による干渉の影響を受けることになる。さらに、ストリーム１１５の優先度「１」（第１の優先度）は、ストリーム１２３の優先度「２」（第２の優先度）よりも高い。そこで、判定部２０２は、優先度の高いストリームが干渉の影響を受けることはないと判定して（Ｓ９０２で「ＮＯ」）、処理はステップ４０７に進む。一方、優先度の高いストリームが干渉の影響を受けると判定された（Ｓ９０２で「ＹＥＳ」）場合には、処理はＳ４０６に進む。

以上のように、本実施形態によれば、ストリームの優先度を考慮して、周波数効率を維持しつつ、データ伝送のスループットの低下を軽減することが可能となる。

＜第４の実施形態＞
通信ネットワーク１０に含まれる無線端末は、電波の出力レベルを増減させる出力制御機能を有する場合がある。この場合には、無線端末は、送信出力レベルを増加させることにより、それまではフレームを到達させることが出来なかった他の無線端末にフレームを到達させることが可能となる場合がある。そこで、本実施形態では、第１の実施形態において図４を用いた動作を以下のように変更する。ここで、本実施形態は第１の実施形態に基づいて説明されるが、第２の実施形態、第３の実施形態のいずれとも組み合わせることも可能である。

図４のＳ４０４で、判定部２０２により、第１の送信端末が送信する抑制要求フレームを第２の送信端末が受信できないと判定された場合に、制御部２０３は、第１の送信端末に対して、送信出力レベルを増加するように要求する。そして、判定部２０２は、送信出力レベルが増加した状態の第１の送信端末が送信する抑制要求フレームを、第２の送信端末が受信できるか否かをさらに判定する。第１の送信端末の送信出力レベルを最大値又は所定の設定値にまで増加しても第２の送信端末が抑制要求フレームを受信できない場合に、判定部２０２は第２の送信端末が第１の送信端末の送信する抑制要求フレームを受信できないと判定する。

以上のように、本実施形態によれば、出力調整機能を利用して、周波数効率を維持しつつ、データ伝送のスループットの低下を回避することが可能となる。

以上の各実施形態では、無線端末からＡＰに対してデータを送信する場合を扱ったが、ＡＰから無線端末にデータを送信する場合も同様に本発明を適用可能である。

Claims

第１の無線セルと第２の無線セルとを含む通信ネットワークの制御装置であって、
一方の無線セルにおいてデータの送信を行う送信装置が送信する信号を、他方の無線セルにおいてデータの送信を行う送信装置が受信できるか否かを判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段により、前記第１の無線セルの第１の送信装置が送信する信号を前記第２の無線セルの第２の送信装置が受信でき、かつ、前記第２の送信装置が送信する信号を前記第１の送信装置が受信できないと判定された場合に、前記第１の無線セルの通信と前記第２の無線セルの通信とが干渉しないように前記第１の無線セル又は前記第２の無線セルのチャネルを変更する制御手段と、
を有することを特徴とする制御装置。
前記制御手段は、前記第１の判定手段により、前記第１の送信装置が送信する信号を前記第２の送信装置が受信でき、かつ、前記第２の送信装置が送信する信号を前記第１の送信装置が受信できると判定された場合に、前記第１の無線セル及び前記第２の無線セルのチャネルを変更しないことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記制御手段は、前記第１の判定手段により、前記第１の送信装置が送信する信号を前記第２の送信装置が受信できず、かつ、前記第２の送信装置が送信する信号を前記第１の送信装置が受信できないと判定された場合に、前記第１の無線セル及び前記第２の無線セルのチャネルを変更しないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
前記第１の判定手段により、前記第１の送信装置が送信する信号を前記第２の送信装置が受信できず、かつ、前記第２の送信装置が送信する信号を前記第１の送信装置が受信できないと判定された場合に、
前記第１の送信装置が送信した信号を、前記第２の送信装置が送信する信号の応答を送信する前記第２の無線セルの第２の受信装置が受信できるか否かと、
前記第２の送信装置が送信した信号を、前記第１の送信装置が送信する信号の応答を送信する前記第１の無線セルの第１の受信装置が受信できるか否かと、
前記第１の受信装置が送信した信号を前記第２の受信装置が受信できるか否かと、
前記第２の受信装置が送信した信号を前記第１の受信装置が受信できるか否かと、
前記第１の受信装置が送信した信号を前記第２の送信装置が受信できるか否かと、
前記第２の受信装置が送信した信号を前記第１の送信装置が受信できるか否かと、
を判定する第２の判定手段を有し、
前記制御手段は、前記第２の判定手段による少なくとも一つの判定において受信できると判定された場合に、前記第１の無線セル又は前記第２の無線セルのチャネルを変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
前記制御手段は、前記第２の判定手段による何れの判定においても受信できないと判定された場合に、前記第１の無線セル及び前記第２の無線セルのチャネルを変更しないことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
前記第１の送信装置による信号の送信に関する優先度と、前記第２の送信装置による信号の送信に関する優先度とを取得する取得手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記取得手段が取得した前記優先度に基づいて、優先度の高い通信が優先度の低い通信の干渉を受けるか否かを判定し、優先度の高い通信が優先度の低い通信の干渉を受ける場合に、前記第１の無線セルの通信と前記第２の無線セルの通信とが干渉しないように、前記第１の無線セル又は前記第２の無線セルのチャネルを変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
前記第１の判定手段は、前記第１又は第２の無線セルの送信装置に信号の出力レベルを変更させて前記判定を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の制御装置。
第１の無線セルと第２の無線セルとを含む通信ネットワークの制御方法であって、
判定手段が、一方の無線セルにおいてデータの送信を行う送信装置が送信する信号を、他方の無線セルにおいてデータの送信を行う送信装置が受信できるか否かを判定する判定工程と、
制御手段が、前記判定工程ににおいて、前記第１の無線セルの第１の送信装置が送信する信号を前記第２の無線セルの第２の送信装置が受信でき、かつ、前記第２の送信装置が送信する信号を前記第１の送信装置が受信できないと判定された場合に、前記第１の無線セルの通信と前記第２の無線セルの通信とが干渉しないように、前記第１の無線セル又は前記第２の無線セルのチャネルを変更する制御工程を有することを特徴とする制御方法。
コンピュータを請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の制御装置の各手段として機能させるためのコンピュータプログラム。